Reciclagem sustentável do anodo de baterias exauridas deNi-MH: sínteses dos óxidos de níquel e lantanídeos pelos métodosde precipitação seletiva, sol-gel e coprecipitação

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Marins, Antonio Augusto Lopes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Espírito Santo; BR; Doutorado em Química; Centro de Ciências Exatas; UFES; Programa de Pós-Graduação em Química
• Palavras-chave em Português: Reciclagem química; Ni-MH; Fotoluminescência; Precursores cerâmicos; Níquel; Química; 54
• Link de acesso: http://repositorio.ufes.br/handle/10/11278

A reciclagem e recuperação das baterias de Ni-MH vem sendo investigadas por vários pesquisadores, entretanto, nos últimos anos este estudo tem se intensificado devido à importância destes recursos e seu uso ambientalmente adequado para extrair os metais contidos nestes resíduos. O presente trabalho mostra a viabilidade de recuperação do níquel e metais terras raras (TR) a partir do eletrodo negativo de baterias de Ni-MH exauridas pelos métodos: de precipitação seletiva (S1), sol-gel (S2) e coprecipitação (S3), visando a química verde e a sustentabilidade. O anodo foi lixiviado separadamente com os ácidos carboxílicos, fórmico, cítrico e oxálico. A partir destes ácidos, foram sintetizados os respectivos precursores: formiatos, citratos (sol-gel) e oxalatos a base de Ni2+ e TR3+, de forma a tornar-se uma etapa do processo de lixiviação menos severo, mais seguro e ambientalmente sustentável e viável. Os precursores (formiatos, citratos e oxalatos) foram caraterizados por espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR), espectroscopias Raman, fluorescência e por difratometria de Raios X (DRX) pelo método do pó, além disso, foram realizados ensaios de termogravimetria (TG/DTG), microscopia eletrônica de varredura acoplada energia dispersiva de Raios X (MEV-EDS) e por caracterização eletroquímica aos óxidos gerados pela decomposição térmica do precursor oxalato. Foram ainda investigadas as propriedades fotoluminescentes dos formiatos TR3+. Quando excitado nas regiões de 420, 421, 422 e 435 nm, o formiato de Pr3+ exibiu bandas de emissão estreitas em 834, 837, 842 e 867 nm, atribuídas às transições 3H4→3P2 características do Pr3+, dominadas pela intensidade anormal da alta transição intraconfiguracional 1D2→1G4. O Formiato de Nd3+ no momento em que foi excitado nas regiões 207, 216 e 256 nm, apresentou bandas de emissão em 433, 434 e 527 nm, dirigida às transições 4I9/2→4G11/2, oriundas do Nd3+ devido à transição intraconfiguracional 2D5/2→2P1/2. A partir dos tratamentos térmicos, dos materiais precursores (citratos e oxalatos), realizados nas temperaturas de 1123, 1373 e 1473 K foi possível identificar os óxidos de Ni e TR confirmados por DRX, MEV e EDS. As propriedades eletroquímicas dos óxidos mistos de Ni e TR proveniente do oxalato foram analisadas por voltametria cíclica, ciclos de carga e descarga galvanostática e espectroscopia de impedância. O método investigado mostrou que a síntese de materiais cerâmicos contendo Ni e TR em sua estrutura, tornou possível a reciclagem via lixiviação do anodo de Ni-MH com ácidos carboxílicos, apresentando um meio menos agressivo e ambientalmente mais sustentável.